專利名稱：自由空間光通信系統(tǒng)及其發(fā)送功率的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數據通信系統(tǒng)及其發(fā)送功率的控制方法，尤其涉及一種自由空間光通信(Free Space Optics，F(xiàn)SO)系統(tǒng)及其發(fā)送功率的控制方法。
背景技術：
用物理線路或電纜連接兩個或多個地點的傳統(tǒng)通信系統(tǒng)通常受限于相對低速、低容量的應用中，為克服這些缺陷，近年來，開發(fā)的系統(tǒng)使用了光纖。然而，光纖仍要求使用物理電纜連接。為解決這個問題，已經開發(fā)出利用自由空間發(fā)射一個或多個調制數據的光束的系統(tǒng)。使用這種光束的系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的基于有線的系統(tǒng)大大提高了數據速率和數據容量，高達每秒10G字節(jié)，同時，避免了在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，鋪設光纜以物理連接系統(tǒng)中的各個地點所耗費的基礎設施成本。
自由空間光通信技術是一種基于光傳輸方式、采用紅外激光承載高速信號的無線傳輸技術，它以激光為載體，以空氣為介質，用點對點或者點對多點的方式實現(xiàn)連接。
自由空間光通信系統(tǒng)是利用激光在空中傳輸信號，在空氣中傳輸的激光或多或少地會受到大氣的影響而造成能量的衰減，其衰減量跟空氣質量有關。當天氣晴朗，能見度高時，激光的衰減量??；如遇雨、雪、霧或沙塵暴時，空中能見度變低，激光的衰減量增大。另外，自由空間光通信系統(tǒng)的接收端如果接收到的激光信號太強，會使接收電路飽和而造成誤碼或通信中斷；如果接收到的激光信號太弱，低于接收電路的靈敏度，也會造成誤碼或通信中斷。
為了保證自由空間光通信系統(tǒng)的接收端接收到的激光功率大小適度，現(xiàn)有技術的自由空間光通信系統(tǒng)一般都設有兩檔以上的激光發(fā)射功率控制，不同檔位發(fā)送的激光功率大小不同?？筛鶕杂煽臻g光通信系統(tǒng)的兩端距離的遠近或當時的天氣情況設置適當的檔位。當天氣能見度較高時，自由空間光通信系統(tǒng)的接收端接收到的激光功率就會較強，此時就要求激光發(fā)射功率設置在較低的檔位；當天氣能見度較低時，自由空間光通信系統(tǒng)的接收端接收到的激光功率就會較低，此時就要求激光發(fā)射功率設置在較高的檔位。上述激光發(fā)射功率檔位的切換必須人為及時改變，否則就會出現(xiàn)誤碼，造成通信中斷，操作麻煩，浪費時間。

發(fā)明內容為克服現(xiàn)有技術自由空間光通信系統(tǒng)中必須人為改變激光發(fā)射功率的缺陷，本發(fā)明提供一種可自動切換激光發(fā)射功率的自由空間光通信系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種上述自由空間光通信系統(tǒng)采用的發(fā)送端系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種上述自由空間光通信系統(tǒng)采用的接收端系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種自由空間光通信系統(tǒng)的發(fā)送功率的控制方法。
本發(fā)明解決技術問題的技術方案是提供一種自由空間光通信系統(tǒng)，包括第一端系統(tǒng)與第二端系統(tǒng)，該第一端系統(tǒng)包括依次串接的第一網管裝置、第一芯片、第一發(fā)送功率控制裝置和第一發(fā)送模塊，第二端系統(tǒng)包括依次串接的第二接收模塊、第二芯片和第二網管裝置，當第二接收模塊接收到第一發(fā)送模塊發(fā)送的信號后，將信號傳送給第二芯片判斷，第二芯片將判斷結果發(fā)送給第二網管裝置，第二網管裝置將該判斷結果通過第一網管裝置發(fā)送給第一芯片，該第一芯片根據該判斷結果做出發(fā)送功率大小的決定，并由第一發(fā)送功率控制裝置完成發(fā)送功率控制的動作，最后由第一發(fā)送模塊發(fā)送出相應功率的信號。
本發(fā)明還提供一種自由空間光通信系統(tǒng)的發(fā)送端系統(tǒng)，包括依次串接的網管裝置、芯片、發(fā)送功率控制裝置和發(fā)送模塊，該網管裝置接收到接收端系統(tǒng)回復的判斷信號后，將該判斷信號發(fā)送給芯片，由芯片做出發(fā)送功率大小的決定，并由發(fā)送功率控制裝置完成發(fā)送功率控制的動作，最后由發(fā)送模塊發(fā)送出相應功率的信號。
本發(fā)明還提供一種自由空間光通信系統(tǒng)的接收端系統(tǒng)，包括依次串接的接收模塊、芯片和網管裝置，該接收模塊接收到發(fā)送端系統(tǒng)發(fā)送的信號后，將該信號發(fā)送給芯片，由芯片做出判斷，并將該判斷信號發(fā)送給網管裝置，由該網管裝置將該信號回復給發(fā)送端系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種自由空間光通信系統(tǒng)的發(fā)送功率的控制方法，包括如下步驟提供第一端系統(tǒng)，包括依次串接的第一網管裝置、第一芯片、第一發(fā)送功率控制裝置和第一發(fā)送模塊；提供第二端系統(tǒng)，包括依次串接的第二接收模塊、第二芯片和第二網管裝置；第二接收模塊接收到第一發(fā)送模塊發(fā)送的信號后，將信號傳送給第二芯片判斷，第二芯片將判斷結果發(fā)送給第二網管裝置，第二網管裝置將該判斷結果通過第一網管裝置發(fā)送給第一芯片，該第一芯片根據該判斷結果做出發(fā)送功率大小的決定，并由第一發(fā)送功率控制裝置完成發(fā)送功率控制的動作，最后由第一發(fā)送模塊發(fā)送出相應功率的信號。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明自由空間光通信系統(tǒng)、自由空間光通信系統(tǒng)的發(fā)送端系統(tǒng)、自由空間光通信系統(tǒng)的接收端系統(tǒng)以及自由空間光通信的發(fā)送功率的控制方法中，都采用芯片來對接收端所接收的信號的強弱來進行判斷，并通過網管裝置將判斷信號回復給發(fā)送端；而發(fā)送端也是通過芯片對發(fā)送功率的大小做出決定，并由發(fā)送功率控制裝置完成控制動作。上述動作都是通過系統(tǒng)自動完成的，而無需人的介入，從而在實際運用中能夠自適應外界環(huán)境的變化，降低故障率，保證通信質量，同時節(jié)省使用者的時間。

圖1是本發(fā)明自由空間光通信系統(tǒng)的第一實施方式的示意圖。
圖2是本發(fā)明自由空間光通信系統(tǒng)的第二實施方式的示意圖。
具體實施方式請參閱圖1，是本發(fā)明自由空間光通信系統(tǒng)的第一實施方式的示意圖。該自由空間光通信系統(tǒng)1包括發(fā)送端系統(tǒng)(未標示)和接收端系統(tǒng)(未標示)。該發(fā)送端系統(tǒng)包括依次串接的發(fā)送端網管裝置12、發(fā)送端芯片11、發(fā)送功率控制裝置10和發(fā)送模塊13，接收端系統(tǒng)包括依次串接的接收模塊19、接收端芯片16和接收端網管裝置17。
當接收模塊19接收到由發(fā)送模塊13發(fā)送過來的光信號時，將光信號變?yōu)殡娦盘査腿虢邮斩诵酒?6，此信號為電壓值，代表平均接收光功率。然后，由接收端芯片16對信號功率的大小做出判斷，該接收端芯片16將判斷結果發(fā)送給接收端網管裝置17。該接收端網管裝置17將該判斷結果通過發(fā)送端網管裝置12發(fā)送給發(fā)送端芯片11。該發(fā)送端芯片11根據該判斷結果做出發(fā)送功率大小的決定，并由發(fā)送功率控制裝置10完成發(fā)送功率控制的動作，最后由發(fā)送模塊發(fā)送出相應功率的信號。
發(fā)送功率控制裝置10中設置有3檔，當來自發(fā)送端芯片11的控制信號為“00”時工作于最低檔，“01”或“10”時工作于中檔，“11”時工作于最高檔。
例如假設系統(tǒng)的發(fā)送光功率現(xiàn)處于中檔。若接收端芯片16接收到的電壓值高于程序所設定的接近于飽和光功率的電壓值，該接收端芯片16就由接收端網管裝置17發(fā)送一條指令信號“11”到發(fā)送端網管裝置12，該發(fā)送端網管裝置12接受到該指令信號后傳給發(fā)送端芯片11，該發(fā)送端芯片11解析出該指令“11”，由其I/O口輸出控制信號“00”給發(fā)送功率控制裝置10，降低發(fā)送功率檔，從而減小激光發(fā)送功率。
若接收端芯片16接收到的電壓值低于程序所設定的接近于靈敏度的電壓值，該接收端芯片16就由接收端網管裝置17發(fā)送一條指令信號“00”到發(fā)送端網管裝置12，該發(fā)送端網管裝置12接受到該指令信號后傳給發(fā)送端芯片11，該發(fā)送端芯片11解析出該指令“00”，由其I/O口輸出控制信號“11”給發(fā)送功率控制裝置10，升高發(fā)送功率檔，從而增大激光發(fā)送功率。
若接收端芯片16接收到的電壓值在程序所設定的接近于飽和光功率和靈敏度的電壓值之間，該接收端芯片16及接收端網管裝置17就不動作，發(fā)送端網管裝置12和發(fā)送端芯片11沒收到指令也不動作，從而保持發(fā)送功率檔不變。
該自由空間光通信系統(tǒng)1的接收端系統(tǒng)通過接收端芯片16對接收模塊19所接收的信號的強弱來進行判斷，并通過接收端網管裝置17將判斷信號回復給發(fā)送端網管裝置12；而發(fā)送端系統(tǒng)也是通過發(fā)送端芯片11對發(fā)送功率的大小做出決定，并由發(fā)送功率控制裝置10完成控制動作。上述動作都是通過系統(tǒng)自動完成的，而無需人的介入，從而在實際運用中能夠自適應外界環(huán)境的變化，降低故障率，保證通信質量，同時給使用者帶來方便。
請參閱圖2，是本發(fā)明自由空間光通信系統(tǒng)的第二實施方式的示意圖。該自由空間光通信系統(tǒng)2包括第一端系統(tǒng)(未標示)與第二端系統(tǒng)(未標示)。該第一端系統(tǒng)包括依次串接的第一網管裝置22、第一芯片21、第一發(fā)送功率控制裝置20和第一發(fā)送模塊23。第二端系統(tǒng)包括依次串接的第二接收模塊29、第二芯片26和第二網管裝置27。當第二接收模塊29接收到第一發(fā)送模塊23發(fā)送的信號后，將信號傳送給第二芯片26判斷，第二芯片26將判斷結果發(fā)送給第二網管裝置27，第二網管裝置27將該判斷結果通過第一網管裝置22發(fā)送給第一芯片21，該第一芯片21根據該判斷結果做出發(fā)送功率大小的決定，并由第一發(fā)送功率控制裝置20完成發(fā)送功率控制的動作，最后由第一發(fā)送模塊23發(fā)送出相應功率的信號。
與自由空間光通信系統(tǒng)1相比，該自由空間光通信系統(tǒng)2中，該第一端系統(tǒng)進一步包括與第一芯片21相連的第一接收模塊24，該第二端系統(tǒng)進一步包括與第二芯片26相連的第二發(fā)送功率控制裝置25和與該第二發(fā)送功率控制裝置25相連的第二發(fā)送模塊28。當第一接收模塊24接收到第二發(fā)送模塊28發(fā)送的信號后，將信號傳送給第一芯片21判斷，第一芯片21將判斷結果發(fā)送給第一網管裝置22，第一網管裝置22將該判斷結果通過第二網管裝置27發(fā)送給第二芯片26，該第二芯片26根據該判斷結果做出發(fā)送功率大小的決定，并由第二發(fā)送功率控制裝置25完成發(fā)送功率控制的動作，最后由第二發(fā)送模塊28發(fā)送出相應功率的信號。
與自由空間光通信系統(tǒng)1的原理相同，該自由空間光通信系統(tǒng)2可自動完成發(fā)送功率的控制，而無需人的介入，從而在實際運用中能夠自適應外界環(huán)境的變化，降低故障率，保證通信質量，同時給使用帶來方便。另外，該自由空間光通信系統(tǒng)2的兩端都可以同時作為發(fā)送端與接收端，從而，該自由空間光通信系統(tǒng)2可以更便捷地采用激光信號來完成雙工通信。
權利要求
1.一種自由空間光通信系統(tǒng)，其包括第一端系統(tǒng)與第二端系統(tǒng)，其特征在于該第一端系統(tǒng)包括依次串接的第一網管裝置、第一芯片、第一發(fā)送功率控制裝置和第一發(fā)送模塊，第二端系統(tǒng)包括依次串接的第二接收模塊、第二芯片和第二網管裝置，當第二接收模塊接收到第一發(fā)送模塊發(fā)送的信號后，將信號傳送給第二芯片判斷，第二芯片將判斷結果發(fā)送給第二網管裝置，第二網管裝置將該判斷結果通過第一網管裝置發(fā)送給第一芯片，該第一芯片根據該判斷結果做出發(fā)送功率大小的決定，并由第一發(fā)送功率控制裝置完成發(fā)送功率控制的動作，最后由第一發(fā)送模塊發(fā)送出相應功率的信號。
2.如權利要求1所述的自由空間光通信系統(tǒng)，其特征在于該信號為電平信號。
3.如權利要求1所述的自由空間光通信系統(tǒng)，其特征在于該第一端系統(tǒng)進一步包括與第一芯片相連的第一接收模塊，該第二端系統(tǒng)進一步包括一與第二芯片相連的第二發(fā)送功率控制裝置和與該第二發(fā)送功率控制裝置相連的第二發(fā)送模塊，當第一接收模塊接收到第二發(fā)送模塊發(fā)送的信號后，將信號傳送給第一芯片判斷，第一芯片將判斷結果發(fā)送給第一網管裝置，第一網管裝置將該判斷結果通過第二網管裝置發(fā)送給第二芯片，該第二芯片根據該判斷結果做出發(fā)送功率大小的決定，并由第二發(fā)送功率控制裝置完成發(fā)送功率控制的動作，最后由第二發(fā)送模塊發(fā)送出相應功率的信號。
4.一種自由空間光通信系統(tǒng)的發(fā)送端系統(tǒng)，其包括發(fā)送模塊，特征在于其還包括依次串接的網管裝置、芯片和發(fā)送功率控制裝置，該發(fā)送功率控制裝置與發(fā)送模塊連接，該網管裝置接收到接收端系統(tǒng)回復的判斷信號后，將該判斷信號發(fā)送給芯片，由芯片做出發(fā)送功率大小的決定，并由發(fā)送功率控制裝置完成發(fā)送功率控制的動作，最后由發(fā)送模塊發(fā)送出相應功率的信號。
5.一種自由空間光通信系統(tǒng)的接收端系統(tǒng)，其包括接收模塊，特征在于其還包括與該接收模塊依次串接的芯片和網管裝置，該接收模塊接收到發(fā)送端系統(tǒng)發(fā)送的信號后，將該信號發(fā)送給芯片，由芯片做出判斷，并將該判斷信號發(fā)送給網管裝置，由該網管裝置將該信號回復給發(fā)送端系統(tǒng)。
6.一種自由空間光通信系統(tǒng)的發(fā)送功率的控制方法，其特征在于包括如下步驟提供第一端系統(tǒng)，包括依次串接的第一網管裝置、第一芯片、第一發(fā)送功率控制裝置和第一發(fā)送模塊；提供第二端系統(tǒng)，包括依次串接的第二接收模塊、第二芯片和第二網管裝置；第二接收模塊接收到第一發(fā)送模塊發(fā)送的信號后，將信號傳送給第二芯片判斷，第二芯片將判斷結果發(fā)送給第二網管裝置，第二網管裝置將該判斷結果通過第一網管裝置發(fā)送給第一芯片，該第一芯片根據該判斷結果做出發(fā)送功率大小的決定，并由第一發(fā)送功率控制裝置完成發(fā)送功率控制的動作，最后由第一發(fā)送模塊發(fā)送出相應功率的信號。
7.如權利要求6所述的自由空間光通信系統(tǒng)的發(fā)送功率的控制方法，其特征在于該信號為電平信號。
8.如權利要求6所述的自由空間光通信系統(tǒng)的發(fā)送功率的控制方法，其特征在于該控制方法還包括如下步驟提供與第一芯片相連的第一接收模塊；提供與第二芯片相連的第二發(fā)送功率控制裝置和與該第二發(fā)送功率控制裝置相連的第二發(fā)送模塊；第一接收模塊接收到第二發(fā)送模塊發(fā)送的信號后，將信號傳送給第一芯片判斷，第一芯片將判斷結果發(fā)送給第一網管裝置，第一網管裝置將該判斷結果通過第二網管裝置發(fā)送給第二芯片，該第二芯片根據該判斷結果做出發(fā)送功率大小的決定，并由第二發(fā)送功率控制裝置完成發(fā)送功率控制的動作，最后由第二發(fā)送模塊發(fā)送出相應功率的信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自由空間光通信系統(tǒng)，包括第一端系統(tǒng)與第二端系統(tǒng)，該第一端系統(tǒng)包括依次串接的第一網管裝置、第一芯片、第一發(fā)送功率控制裝置和第一發(fā)送模塊，第二端系統(tǒng)包括依次串接的第二接收模塊、第二芯片和第二網管裝置。本發(fā)明自由空間光通信系統(tǒng)通過芯片完成對信號功率大小的判斷以及決定發(fā)送功率大小的動作，即可以根據外界環(huán)境的變化自動調節(jié)激光發(fā)送功率，從而降低故障率，保證通信質量；由于無需人的介入，可以方便使用。
文檔編號H04B10/06GK1633043SQ20041005221
公開日2005年6月29日 申請日期2004年11月8日 優(yōu)先權日2004年11月8日
發(fā)明者劉自力, 涂翠霞 申請人:深圳市世紀人無線通訊設備有限公司